Hračky s energií z vlastní výroby

Električtí brouci

Na těle brouka je elektromotorek, baterie a na ose elektromotorku je nasazen kousek tyčinky z tavné pistole mimo těžiště.

Brouk funguje stejně jako pračka, ve které není prádlo rozloženo rovnoměrně. Ta po zapnutí často tančí po místnosti. U brouka nerovnoměrně rozloženému prádlu odpovídá zátěž - excentricky napíchnutá tyčinka.

Obdobným způsobem motorek s excentrem zajišťuje vibraci u mobilního telefonu.

U většiny zařízení však o „tancování“ nestojíme, dokonce by mohlo být velmi nebezpečné.

Kola aut, vrtule letadel, turbíny nebo zařízení pro přehrávání cédéček v našem počítači musí být velmi přesně vycentrované.

Mechanická housenka

Zatáhneme za provázek směrem nahoru – konáme práci. Housenka je těžká a zůstane na zemi, začne se však otáčet poháněcí zařízení (s trubičkou), dojde ke stočení gumičky -práce se uchovala jako polohová energie pružnosti.

Uvolníme-li provázek, gumička se rozmotává a polohová energie pružnosti se mění na pohybovou energii válečku, předává se celému tělu housenku – housenka posune dopředu.

Sledujeme-li ocas, v prvním okamžiku pohybu housenky se natáhne, pak jakoby nestačil reagovat na pohyb hlavičky, potom ji doběhne, dokonce se trochu stlačí a opět narovná. Opožděnou reakci ocasu způsobuje setrvačnost.

Heronův řetěz

Řetěz uchopíme jednou rukou za krajní kroužek a necháme ho viset ve svislé poloze. Našim úkolem je chytnout jeden kroužek z druhé řady a následně pustit krajní horní kroužek tak, aby jeden kroužek začal padat dolů.

Heronův řetěz je hračka stará 2 000 let (Heron Alexandrijský. Má zajímavou konstrukci- propojení kroužků. Vybereme si kroužek, na kterém visí pouze jeden kroužek ze třetí řady. Padající kroužek je jen optický klam. Ve skutečnosti se kroužky jen postupně překlápí, ale naše oči to nestačí sledovat.

Setrvačník z CD a skleněné kuličky

Setrvačník vyrobíme tak, že skleněnou kuličku dáme díry uprostřed CD a přilepíme ji tavnou pistolí.

Setrvačník roztočíme (menší část kuličky je dole).
Setrvačník se točí dlouho. Roztočením (konáme práci) získá kulička velkou pohybovou energii (má větší hmotnost). Skleněná kulička je hladká, tření je tedy mezi ní a stolem malé. Proto se vlivem tření pohybová energie setrvačníku zmenšuje pomalu.(proto je pohyb bržděn méně).
Na setrvačník budeme dávat postupně kruhy s různými obrazci a roztočíme je:

kruh se spirálou:

roztočíme na jednu stranu – spirála se roztáčí
roztočíme na druhou stranu – spirála se „stáčí“
roztočíme a díváme se na spirálu asi 20s, pak se podíváme na hřbet ruky ležící na stole – ruka se začne roztékat

kruh s barvami duhy:

roztočíme – vidíme bílou barvu

Je to díky setrvačnosti oka. Krátkodobý vjem při bežném osvětlení tělesa se zachovává po dobu 0,1 s. Točí-li se setrvačník rychle, není oko schopné vnímat postupně rychle se střídající barvy. Jednotlivé klíny některou barvu odrážejí, některou pohlcují Složením barev v oku vznikne dojem bélé barvy.

kruh s černobílými kolečky

roztočíme – při postupném zpomalování vidíme různé barvy modrou, zelenou, červenou,…

Tento jev je také jen iluzí. Zatím se ho nepodařilo vysvětlit

kruh s černobílým vzory

ve světle zářivky nastane stroboskopický jev

kruh se 2 barvami

skládání barev

kruh s červenými, zelenými a modrými kolečky

Ukazuje míchání barev na principu televizní obrazovky. Při dostatečné rychlosti otáčení nerozeznáme jednotlivé kolečka, ale body na jedné kružnici uvidíme jako kruh dan= barvy. Odstíny vznikají podle počtu koleček příslušné barvy na kružnici.

Podíváme-li se na obrazovku barevného televizoru lipou, uvidíme, že se skládá z červených, modrých a zelených plošek. Když se na obrazovku díváme z přímé vzdálenosti, plošky splývají a směs 3 základních barev vytváří všechny barvy obrazu.

Mechanická chobotnice

Chobotnice je jednodušší obdoba mechanické housenky, kterou jsem představovala na Veletrhu nápadů učitelů fyziky v Plzni v roce 1997.

Potřeby: 1,5 l PET láhev, použitý kulatá baterie – monočlánek 1,5V (největší), gumičky, izolepa, provázek, kousek špejle nebo sirky, barevné izolepy a oči na dozdobení, nůžky, malé nůžky, silnější háček na háčkování.

Provedení: Odstřihneme horní část PET láhve (asi ¼). Spodní část rozstříháme na 10 pásků (stříhání ukončíme ve výšce asi 5 cm nade dnem). Pásky ohneme a poskládáme z nich chapadla. Spodní nerozstříhaná část láhve tvoří tělo. V něm uděláme pomocí malých nůžek 3 otvory - 2 otvory proti sobě ve výšce si 0,5 cm od ohnutých chapadel, třetí dírka je nahoře asi 1 cm od středu.

Poháněcí zařízení vyrobíme z použitého tlustého monočlánku. Navlečeme na něj podélně 2 gumičky, které upevníme vrstvou izolepy po celé délce monočlánku. Pak na oba konce monočlánku asi 1 cm od kraje namotáme také dvě gumičky (pro zvětšení tření při pohybu po podložce) Konec provázku (necelý metr) přilepíme izolepou doprostřed válečku a namotáme asi 10 závitů. Pak druhý konec provlečeme horní dírkou. Oba konce podélné gumičky protáhneme pomocí háčku bočními otvory a provlečeme jimi kousky špejle nebo sirky pro upevnění.

Chobotnici položíme na zem, rychle zatáhneme za provázek a pak provázek uvolníme. Chobotnice popoleze dopředu.

Vysvětlení: Zatáhneme za provázek směrem nahoru – konáme práci. Chobotnice je těžká a zůstane na zemi, začne se však otáčet poháněcí zařízení (váleček z monočlánku), dojde ke stočení gumičky - práce se uchovala jako polohová energie pružnosti. Uvolníme-li provázek, gumička se rozmotává a polohová energie pružnosti se mění na pohybovou energii válečku a předává se celému tělu chobotnice. Chobotnice se posune dopředu.

Levitující CD

Potřeby: Plastový obal z CD, 2 CD, 30 magnetů, sekundové lepidlo, optický kruh

Provedení: Na každé CD na jednu stranu nalepíme dokola magnety stejným pólem nahoru.. Obě CD nasadíme na prostřední osu obalu tak, aby byly magnety mezi CD. Druhé CD se vznáší nad prvním CD na „magnetickém polštáři“. Roztočíme-li horní CD, otáčí se velmi dlouho. Proto na něj můžeme dát optické kotouče a sledovat zajímavé optické klamy.

Vysvětlení: CD s magnety jsou k sobě otočeny souhlasnými magnetickými póly, proto mezi nimi působí odpudivá magnetická síla.